有色冶金第1章 绪论.pptxVIP

有色冶金概论 主讲人： 目 录 1.1 金属的分类 黑色金属 有色金属 通常指铁、锰、铬及它们的合金。锰和铬主要应用制合金钢，而铁表面常覆盖着一层黑色的四氧化三铁，所以把铁、锰、铬叫作黑色金属。 通常是指除黑色金属以外的其他金属。 1.2 有色金属的分类 有色金属可分为四类： （1）重金属 （2）轻金属 （3）贵金属 （4）稀有金属 一般是指密度在4.5 g·cm-3以上的金属，过渡元素大都属于重金属。主要有11种：铜Cu、铅Pb、锌Zn、镍Ni、锡Sn、钴Co、砷As、铋Bi、锑Sb、镉Cd、汞Hg。 密度在4.5 g·cm-3以下的金属叫轻金属，周期表中第ⅠA、ⅡA族均为轻金属，主要有7种：铝Al、镁Mg、钾K、钠Na、钙Ca、锶Sr、钡Ba。 通常是指金、银和铂族元素。这些金属在地壳中含量较少，不易开采，价格较贵，所以叫贵金属。这些金属对氧和其他试剂较稳定，金、银常用来制造装饰品和硬币。主要有8种：银Ag、金Au、铂Pt、铱Ir、锇Os、钌Ru、铑Rh、钯Pd。 它们难于从原料中提取，在工业上制备及应用较晚。稀有金属跟普通金属没有严格的界限，如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。 a.高熔点稀有金属（共8种）：钨W、钼Mo、钒V、钛Ti、锆Zr、铪Hf、钽Ta、铌Nb； b.稀散金属（共7种）：钙Ga、铟In、铊Tl、锗Ge、硒Se、碲Te、铼Re； c.稀土金属（共17种）：钪Sc、钇Y、镧La系元素； d.稀有轻金属（共4种）：锂Li、铍Be、铷Rb、铯Cs； e.稀有放射性金属（共4种）：镭Ra、钫Fr、锕Ac、铀U。 1.3 我国有色金属的产量 2002年 1 012万吨 2005年 1 631万吨 2007年 2 360万吨 3 135万吨 2010年 2013年 4 029万吨 （居世界第一位） 1.3 我国有色金属的产量 1.4 冶金方法简介 火法冶金 电冶金 湿法冶金 粉末冶金 概念 利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程叫作火法冶金。此过程没有水溶液参加，故又称干法冶金。 矿石准备 冶 炼 精 炼 步骤 选矿得到的细粒精矿不宜直接加入鼓风炉（或炼铁高炉），须先加入冶金熔剂，加热至低于炉料的熔点烧结成块；或添加黏合剂压制成型；或滚成小球再烧结成球团；或加水混捏。然后装入鼓风炉内冶炼。 此过程形成由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣和熔锍（有色重金属硫化物与铁的硫化物的共熔体），或含有少量杂质的金属液，有还原冶炼、氧化吹炼和造锍熔炼3种冶炼方式。 进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属，以提高其纯度。如炼钢是对生铁的精炼，在炼钢过程中去气、脱氧，并除去非金属夹杂物，或进一步脱硫等。对高纯金属则可用区域熔炼等方法进一步提炼。 火法冶金 还原冶炼 氧化吹炼 还原冶炼在还原气氛下的鼓风炉内进行。加入的炉料，除富矿、烧结块或球团外，还加入熔剂（石灰石、石英石等），以便造渣，加入焦炭作为发热剂产生高温作为还原剂。还原冶炼可还原铁矿为生铁，还原氧化铜矿为粗铜，还原硫化铅精矿的烧结块为粗铅。 在氧化气氛下进行，如对生铁采用转炉，吹入氧气，以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷，炼成合格的钢水，铸成钢锭。 主要用于处理硫化铜矿或硫化镍矿，一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。加入的酸性石英石熔剂与氧化生成的氧化亚铁和脉石造渣，熔渣之下形成一层熔锍。在造锍熔炼中，有一部分铁和硫被氧化，更重要的是通过熔炼使杂质造渣，提高熔锍中主要金属的含量，起到化学富集的作用。 造锍熔炼 火法冶金 湿法冶金 概念 利用溶剂，借助于氧化、还原、中和、水解、络合等化学作用，对原料中金属进行提取和分离，得到金属或其化合物的过程，称为湿法冶金。由于大部分溶剂是水溶液，因而也叫水法冶金。 特点 水法冶金的优点是环境污染少，并且能提炼低品位的矿石，但成本较高。主要用于生产锌、氧化铝、氧化铀及一些稀有金属。 1/3 2/3 步骤 1.浸 取 2.分 离 3.富 集 4.提 取 选择适当的溶剂（如酸、碱、氨、氰化物、氯化物、有机溶剂等）把经过处理的矿石中的常以化合物形式存在的金属选择性地溶解，以便使其与其他不溶的物质分离的过程称为浸取。浸取过程常涉及置换和氧化还原反应，为得到所需要的产物，对浸取剂的酸碱度要加以控制。此外，凡影响化学反应的因素都对浸取过程产生影响，一般加温和加压都可加速浸取过程。还可以利用细菌把一些不溶性的矿物变成可溶性盐，称为微生物冶金或细菌采矿。 将浸取溶液与不溶的残渣分离的过滤过程称为分离。同时还要考虑将残渣中的溶剂和金属离子洗涤回收。 把分离得到的浸取液净化和富集的过程称为富集，包括化学沉淀、离子交换、溶剂萃取等方法。 ① 化学沉淀：可分为置换沉淀（如用铁置换硫酸铜中的铜）、水解沉淀